Revista de la Sociedad Química del Perú

Edible films based on chitosan and essential oil of Minthostachys Mollis (Muña) with antioxidant and antimicrobial properties

RESUMEN Las películas comestibles con fines de empaquetamiento y reemplazo del material plástico son producidas a base de materias primas biodegradables como polisacáridos y agentes con propiedades biológicas, haciendo que el producto final se constituya en una alternativa para la protección y extensión de la vida útil de alimentos. La presente investigación tuvo como objetivo central evaluar la actividad antioxidante y antimicrobiana de biopelículas de quitosano funcionalizadas con aceite esencial de muña. Para tal fin se formularon 12 biopelículas con 3 concentraciones de quitosano (1, 2 y 3%) y 3 de aceite esencial (0.5, 2 y 5%) incluyendo blancos de solo quitosano. La actividad antioxidante evaluada en biopelículas con mayor contenido de aceite esencial de muña presenta más del 60% de captación de radical libre DPPH, mientras en la actividad antimicrobiana evaluada por placas petri cultivadas con cepas Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli y Aspergillus niger que las biopelículas presentaron inhibición por en zona de contacto directo. Finalmente, las biopelículas con solo quitosano presentaron propiedades tensiles.

ABSTRACT Edible films for packaging and plastic material replacement purposes are produced based on biodegradable raw materials such as polysaccharides and agents with biological properties, making the final product an alternative for the protection and extension of the shelf life of foods. The main objective of the present research was to evaluate the antioxidant and antimicrobial activity of chitosan biofilms functionalized with muña essential oil. For this purpose, 12 edible films were formulated with 3 concentrations of chitosan (1, 2 and 3%) and 3 of essential oil (0.5, 2 and 5%) including chitosan-only blanks. The antioxidant activity evaluated in biofilms with a higher content of muña essential oil presents more than 60% of DPPH free radical uptake, while in the antimicrobial activity evaluated by petri dishes grown with Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli and Aspergillus niger strains that the biofilms showed inhibition by the area of direct contact. Finally, the edible films with only chitosan showed tensile properties.

Natural anthocyanin colorants extracted from Berberis humbertiana y Berberis boliviana fruits for use in yogurts

RESUMEN El objetivo del presente trabajo fue determinar el mejor solvente de extracción de antocianinas de los frutos de B. humbertiana y B. boliviana y evaluar el pH, color y actividad antioxidante de los yogures a los cuales se incorporó el extracto liofilizado de ambas especies. La extracción de las antocianinas se realizó con solventes de grado alimentario como etanol y agua acidificados con ácido cítrico. Los extractos etanólicos 96 acidificados con ácido cítrico (pH 3,5) y liofilizados de ambas especies de berberis fueron incorporados a muestras de yogurt comercial a las concentraciones de 80 y 100 mg/50 g de yogurt, determinándose que mantienen el pH ácido, logran una coloración muy similar a los yogures comerciales con una diferencia global de color (∆E) menor a 10 y tienen mayor actividad antioxidante.

ABSTRACT The objective of this work was to determine the best solvent for the extraction of anthocyanins from the fruits of B. humbertiana and B. boliviana and to evaluate the pH, color, and antioxidant activity of the yogurts to which the lyophilized extract of both species was incorporated. For the extraction solvents allowed for food were used; ethanol and water acidified with citric acid. The 96% ethanolic extracts acidified with citric acid (pH 3.5) and freeze-dried of both berberis species were incorporated into commercial yogurt samples at the concentrations of 80 mg/50 g and 100 mg/50g of yogurt, determining that they maintain acid pH, achieve a coloration very similar to commercial yogurts with an overall color difference (∆E) of less than 10 and have higher antioxidant activity.

Chemical composition, biological value and glucosinolates from black maca (Lepidium meyenni W.) extruded flour and the obtention of a mixture with oat (Avena sativa)

RESUMEN El objetivo de este estudio fue determinar la composición química, contenido de glucosinolatos y valor biológico de la harina de maca negra extruida y su mezcla con avena. Se recolectó la maca negra, se sometió a deshidratado, extruido y molienda, obteniéndose harina extruida y luego analizada, después se mezcló con avena precocida en tres proporciones diferentes (p/p), avena: harina de maca extruida (80:20; 85:15 y 90:10). Los resultados de la composición química de la harina de maca negra extruida fueron proteína 11,62% y ceniza 4,28% destacando su contenido de hierro 30,71mg/100g y aminoácidos esenciales como lisina, valina, treonina, leucina, isoleucina y arginina. El contenido de glucosinolatos totales de harina de maca extruida fue 7,93 ± 0,17 µmol /g (b.s). La evaluación sensorial de la mezcla presentó diferencia significativa entre mezclas resultando la más aceptable la proporción 20:80. Esta mezcla presentó un Valor Biológico aparente (VB) de 63,49% y una digestibilidad aparente (DA) de 71,66%. La harina de maca negra extruida es una buena alternativa para ser utilizada en mezclas alimenticias por su alto contenido en hierro y aminoácidos esenciales y también por su buena digestibilidad por estar extruida.

ABSTRACT The objective of this study was to determine the chemical composition, glucosinolate content and biological value of extruded black maca flour and its mixture with oats. The black maca was collected, subjected to dehydration, extruded and grinding, obtaining extruded flour and then analyzed, then it was mixed with precooked oats in three different ratios (w / w), oats: extruded black maca flour (80:20; 85:15 and 90:10). The results of the chemical composition of the extruded black maca flour were protein 11.62% and ash 4.28%, highlighting its iron content 30.71mg / 100g and essential amino acids such as lysine, valine, threonine, leucine, isoleucine and arginine. The total glucosinolate content of extruded maca flour was 7.93 ± 0.17 µmol / g (b.s). The sensory evaluation of the mixture showed a significant difference between mixtures, the ratio 20:80 being the most sensory acceptable. This mixture presented an apparent Biological Value (BV) of 63.49% and an apparent digestibility (DA) of 71.66%. Extruded black maca flour is a good alternative to be used in food mixes due to its high content of iron and essential amino acids and also due to its good digestibility because it is extruded.

Evaluation of the antioxidant activity of the aqueous extract of the micro-powdered fruit of Solanum melongena L. “berenjena” (Solanaceae)

RESUMEN Solanum melongena L. “berenjena” se encuentra entre las diez mejores hortalizas con capacidad de absorción de radicales de oxígeno debido a sus constituyentes fenólicos. El objetivo de este estudio fue evaluar la actividad antioxidante del extracto acuoso del fruto micro pulverizado de Solanum melongena L. “berenjena”, proveniente del distrito de Cieneguilla - Lima, mediante el método de inhibición frente al radical libre 1,1-difenil-2- picrilhidracilo (DPPH). El análisis cualitativo para la determinación de los constituyentes químicos dio como resultado la presencia de: grupos aminos libres, compuestos fenólicos, alcaloides, flavonoides y saponinas, destacando en importancia la presencia de compuestos fenólicos y flavonoides de reconocida actividad antioxidante. La “berenjena” en concentración de 50 ug/mL por el método de DPPH, brindó una actividad antioxidante de (79,0% ± 2,5) y una concentración inhibitoria media IC50 (30,4 µg/mL ± 2,0), que comparado con el ácido 6-hidroxi-2,5,7,8- tetrametilcroman-2-carboxílico (Trolox), hizo (99.3% ± 0,4) y un IC50 (2,20 µg/mL ± 0,3), permitiendo concluir que el extracto acuoso del fruto micro pulverizado de Solanum melongena L. “berenjena”, tiene una aceptable actividad antioxidante, que confirma su uso como alimento funcional en beneficio de la salud.

ABSTRACT Solanum melongena L “berenjena” is among the top ten vegetables with the ability to absorb oxygen radicals due to its phenolic constituents, The objective of this study was to evaluate the antioxidant activity of the aqueous extract of the micropulverized fruit of Solanum melongena L “berenjena”, from the district of Cieneguilla - Lima, by means of the inhibition method against the free radical 1,1-diphenyl 1-2-picrilhydracil (DPPH). The qualitative analysis for the determination of the chemical constituents resulted in the presence of free amino groups, phenolic compounds, alkaloids, flavonoids and saponins, highlighting in importance the presence of phenolic and flavonoid compounds of recognized antioxidant activity. The “berenjena” in a concentration of 50 ug/mL by the DPPH method, provided an antioxidant activity of (79,0% ± 2,5), and a mean inhibitory concentration IC50 (30,4 µg/mL ± 2,0), which compared to 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid (Trolox), made (99.3% ± 0,4) and an IC50 (2,20 µg/mL ± 0,3), allowing to conclude that the aqueous extract of the micro-pulverized fruit of Solanum melongena L “berenjena” has an acceptable antioxidant activity, which confirms its use as a functional food for the benefit of health.

“Evaluation of the coat of the Ignimbrite using Polisyloxan gel functioned with silver nanoparticles”

RESUMEN El deterioro de las construcciones hechas con ignimbrita en el centro histórico de Arequipa, es un problema causado por el intemperismo, emisión de contaminantes industriales y biológicos, afectando su preservación. Se evaluó aplicar a la ignimbrita, polisiloxano funcionalizado con nanopartículas de plata (PXS-AgNPs), como recubrimiento para disminuir su porosidad, evitar su degradación y darle un efecto protector a su superficie. Las nanopartículas de plata (AgNPs) se sintetizaron, por reducción de nitrato de plata (AgNO3) con borohidruro de sodio (NaBH4), el polisiloxano se sintetizó por hidrólisis del clorosilano en agua y éter dietílico; que fue funcionalizado con AgNPs, mezclando soluciones acuosas de PXS y de AgNPs, obteniéndose un gel de color amarillo lechoso. Se aplicó PXS- AgNPs a la superficie de la ignimbrita y se realizaron pruebas de adsorción con solución de azul de metileno 1ppm, que se contrastó con ignimbrita sin PXS-AgNPs. Encontrando en la ignimbrita con PXS-AgNPs un porcentaje de recubrimiento del 85,98 % y en la ignimbrita sin PXS-AgNPs un porcentaje de recubrimiento del 61,04%, existiendo una diferencia de 36,65% de adsorción, demostrándose que con el PXS-AgNPs se mejora la protección de la ignimbrita. Se caracterizó la ignimbrita recubierta con PXS-AgNPs, por SEM EDX observando una estructura con cristalizaciones y una tenue capa cubriéndolas del PXS-AgNPs; por EDX se observa una señal por la presencia de plata; por FT/IR bandas a 981 cm-1 y 1243 cm-1 del siloxano; en el análisis por TGA una inflexión a 362.65ºC del punto de fusión del PXS, a 630,22°C por la descomposición del PXS, lo que indica que tiene resistencia térmica; en el análisis por ICP-masa se encontró 0.48 mg/K de Ag por su presencia en el PXS-AgNPs. En cuanto a la actividad antimicrobial del PXS-AgNPs, se encontró la disminución de mesófilos totales de 3950 UFC/g en la ignimbrita sin PXS-AgNPs a 125 UFC/g en la ignimbrita con PXS-AgNPs; los hongos disminuyeron de 4 UFC/g en la ignimbrita sin PXS- AgNPs a 1 UFC/g en la ignimbrita con PXS-AgNPs, lo que demuestra la efectividad del PXS-AgNPs ante la actividad microbiana. Todas las pruebas realizadas demuestran la efectividad del PXS-AgNPs como recubrimiento, tanto en el aspecto fisicoquímico como en la actividad microbiana, mejorando la protección de la ignimbrita.

ABSTRACT The deterioration of buildings made with ignimbrite in the historic center of Arequipa is a problem caused by weathering, emission of industrial and biological pollutants, affecting its preservation. It was evaluated to apply to the ignimbrite, polysiloxane functionalized with silver nanoparticles (PXS-AgNPs), as a coating to reduce its porosity, prevent its degradation and give a protective effect to its surface. Silver nanoparticles (AgNPs) were synthesized by reducing silver nitrate (AgNO3) with sodium borohydride (NaBH4), polysiloxane was synthesized by hydrolysis of chlorosilane in water and diethyl ether; which was functionalized with AgNPs, mixing aqueous solutions of PXS and AgNPs, obtaining a milky yellow gel. PXS-AgNPs were applied to the surface of the ignimbrite and adsorption tests were performed with 1ppm methylene blue solution, which was contrasted with ignimbrite without PXS-AgNPs. Finding in the ignimbrite with PXS-AgNPs a coverage percentage of 85.98% and in the ignimbrite without PXS-AgNPs a coverage percentage of 61.04%, with a difference of 36.65% adsorption, showing that with the PXS-AgNPs are enhanced protection of the ignimbrite. Ignimbrite coated with PXS-AgNPs was characterized by SEM EDX observing a structure with crystallizations and a thin layer covering them of PXS-AgNPs; by EDX a signal is observed by the presence of silver; by FT/IR bands at 981 cm-1 and 1243 cm-1 of the siloxane; in the TGA analysis, an inflection at 362.65ºC of the melting point of the PXS, at 630.22ºC due to the decomposition of the PXS, which indicates that it has thermal resistance; in the ICP-mass analysis, 0.48 mg/K of Ag was found due to its presence in the PXS-AgNPs. Regarding the antimicrobial activity of PXS-AgNPs, a decrease in total mesophiles was found from 3950 CFU/g in the ignimbrite without PXS-AgNPs to 125 CFU/g in the ignimbrite with PXS-AgNPs; fungi decreased from 4 CFU/g in the ignimbrite without PXS-AgNPs to 1 CFU/g in the ignimbrite with PXS-AgNPs, which demonstrates the effectiveness of PXS- AgNPs against microbial activity. All the tests carried out demonstrate the effectiveness of PXS-AgNPs as a coating, both in the physicochemical aspect and in the microbial activity, improving the protection of the ignimbrite.

Optimization of the Pb ²⁺ and Zn ²⁺ removal process by the adsorbent- flocculant material Neonite™

RESUMEN Se determinaron las condiciones óptimas para maximizar el porcentaje de remoción de los metales pesados como iones Pb 2+ y Zn 2+ de soluciones binarias acuosas mediante el uso de una zeolita químicamente modificada llamado NeoniteMR. De la caracterización por DRX, FRX, FTIR y adsorción-desorción de N , se establece que el NeoniteMR está compuesto principalmente por la zeolita natural clinoptilolita, teniendo SiO2, Na2O, SO3 y Al2O3 como los componentes principales; la relación Si/Al fue de 3,8 y los principales cationes intercambiables son Na+, Ca2+ y K+, el área de superficie BET fue de 24,31 m2/g. El diseño Box Behnken para cuatro factores, [Pb2+], [Zn2+], dosis de Neonite y pH a tres niveles, fue usado para construir modelos cuadráticos de segundo orden, los que presentaron un coeficiente de determinación R2 ajustado de 0.8680 y 0.9614 para el porcentaje remoción de Pb 2+ y Zn 2+ respectivamente; finalmente estos modelos fueron validados mediante los análisis de residuales, distancia de Cook y el valor de apalancamiento. En base a los modelos, no hay una clara influencia de los factores en la remoción del Pb 2+ , mientras que el pH es muy influyente en la remoción del Zn 2+ . Usando la función de deseabilidad global se determinó que la máxima remoción de los iones plomo y zinc fue 98,80% y 93,48% respectivamente, a las condiciones óptimas de concentración de Pb 2+ y Zn 2+ de 20 ppm, dosis del Neonite de 442,42 mg/L y pH igual a 8.

ABSTRACT Optimal conditions were determined to maximize the removal percentage of heavy metals such as Pb2+ and Zn2+ ions from transparent binary solutions by using a zeolite chemically called Neonite™. From the characterization by XRD, XRF, FTIR and adsorption-desorption of N2, it is established that Neonite™ is mainly composed of the natural zeolite clinoptilolite, having SiO2, Na2O, SO3 and Al2O3 as the main components; the Si/Al ratio was 3,8 and the main exchangeable cations are Na+, Ca2+ and K+, the BET surface area was 24,31 m2/g. The Box Behnken design for four factors, [Pb 2+ ], [Zn 2+ ], Neonite dose and pH at three levels, was used to build second order quadratic models, which presented an adjusted coefficient of determination R2 of 0,8680 and 0,9614 for the removal percentage of Pb2+ and Zn2+ respectively; finally, these models were validated through residual analysis, Cook's distance and leverage value. Based on the models, there is no clear influence of the factors on the removal of Pb2+, while the pH is very influential on the removal of Zn2+. Using the global desirability function, it will be shown that the maximum removal of lead and zinc ions was 98,80% and 93,48%, respectively, at the optimal conditions of concentration of Pb 2+ and Zn 2+ of 20 ppm, dose of Neonite of 442,42 mg/L and pH 8.

Erratum to "ANTHOCYANINS IN THE COBS AND EXTRACTS OF PURPLE CORN (Zea Mays L) “INIA 615” PRESERVED UNDER SHELF"